CN109761558A - 一种保温混凝土及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保温混凝土，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥300‑400份、工业建筑废料80‑100份、骨料161‑350份，沸石复合物50‑120份、早强型高效减水剂10‑20份、纳米钛酸铝纤维20‑60份、PVA纤维12‑45份、镀铜钢纤维10‑30份。本发明综合成本造价低，材料来源广泛，大掺量工业废料，并且耐保温，其内部具有大量气孔和微孔，具有优良的保温隔热性能，其导热系数为0.08‑0.11W/(m·K)，低于传统混凝土的导热系数，另外耐久性能好，自密实性能好，早期强度快，一天大于62兆帕，28天大于135兆帕，56天强度不低于145兆帕，适合各类别建筑工程要求使用。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土技术领域，尤其涉及一种保温混凝土及其制备方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，在建筑工程中对混凝土的需求日益增大。在混凝土制造行业中，一般会在混凝土加入大量的河砂，以使最终的混凝土结构得到理想的强度。然而，混凝土产品的大量生产一方面使有限的河砂资源日益枯竭，进而危及河道防洪和城市供水，另一方面也导致混凝土产品的保温性变差，亟待解决。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种保温混凝土，本发明综合成本造价低，材料来源广泛，并且耐保温，其内部具有大量气孔和微孔，具有优良的保温隔热性能，适合各类别建筑工程要求使用。
本发明提出的一种保温混凝土，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥300-400份、工业建筑废料80-100份、骨料161-350份，沸石复合物50-120份、早强型高效减水剂10-20份、纳米钛酸铝纤维20-60份、PVA纤维12-45份、镀铜钢纤维10-30份。
优选地，硅酸盐水泥中，粒径5-15μm的硅酸盐水泥占50-70wt％，粒径为20-40μm的硅酸盐水泥占10-16wt％，剩余为粒径50-100μm的硅酸盐水泥；
优选地，沸石复合物的粒径为1-10mm。
优选地，骨料包括陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂；
优选地，陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂的重量比为40-80：32-65：20-40：15-34：12-35：4-12：18-34：20-50。
优选地，所述镀铜纤维抗拉强度为1200-1600MPa。
优选地，所述高效减水剂减水率≥31％。
优选地，所述骨料为活性指数7天≥128％。
优选地，所述镀铜钢纤维的长度为0.12-0.28mm。
优选地，所述沸石复合物采用如下工艺制备：将沸石、硫酸溶液混合，沸腾状态搅拌，过滤，在温度800-920℃煅烧，降温，干燥，粉碎，加入氢氧化钠溶液搅拌，加入丙烯酸、N,N-亚硝基双丙烯酰胺搅拌，搅拌温度为140-160℃，加入过硫酸铵继续搅拌，过滤，干燥，粉碎得到沸石复合物。
优选地，沸石、硫酸溶液、丙烯酸、N,N-亚硝基双丙烯酰胺12-18：60-100：2-6：0.12-0.18；优选地，硫酸溶液的浓度为2-2.6mol/L。
本发明还提出的一种保温混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、按配比将工业建筑废料、骨料、沸石复合物混合搅拌4-12min，搅拌速度为500-700r/min，得到预混料；
b、向预混料中加入硅酸盐水泥继续搅拌2-6min，然后依次加入早强型高效减水剂、纳米钛酸铝纤维、PVA纤维、镀铜钢纤维搅拌均匀，得到保温混凝土。
本发明中，在硅酸盐水泥中加入沸石复合物，通过颗粒级配的优化使得硅酸盐水泥中致密堆积沸石复合物，沸石复合物在在硅酸盐水泥内部充分分散，有效增强保温效果。沸石复合物中，沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性，经过一定浓度的硫酸处理，实现对空穴和通道堵塞物质的溶解，提高渗透性，溶蚀孔壁或缝壁，增大空隙体积，扩大缝壁宽度，经过高温煅烧后破坏堵塞物的结构使之解体以实现扩孔，丙烯酸、N,N-亚硝基双丙烯酰胺可进入高度扩孔的沸石结构内部，经过过硫酸铵引发后交联并包覆在沸石的结构内与表面，不仅可保留沸石内部高度发达的孔道结构，可阻止内部空气的运动，阻止了空气流通所形成的对流热传导，增强保温效果，并可增强沸石的韧性，增强其抗压强度，沸石复合物与工业建筑废料、陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣复配，分散性能优良，使坯体在成型过程中形成均一中空结构，中空结构的空隙率可达70％，可有效降低所得加气混凝土砌块的导热系数，保温性好，完成中空结构的坯体，从而降低制品容重，强度高。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种保温混凝土，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥400份、工业建筑废料80份、陶砂80份、松脂岩矿砂32份、钒渣40份、陶瓷抛光粉15份、沸腾炉渣35份、沸石复合物50份、石灰石粉12份、纳米碳酸钙18份、磨细石英砂50份、早强型高效减水剂10份、纳米钛酸铝纤维60份、PVA纤维12份、镀铜钢纤维30份。
硅酸盐水泥中，粒径5-15μm的硅酸盐水泥占50wt％，粒径为20-40μm的硅酸盐水泥占16wt％，剩余为粒径50-100μm的硅酸盐水泥；
沸石复合物的粒径为1-10mm；
所述镀铜纤维抗拉强度为1600MPa；
所述高效减水剂减水率≥31％；
所述骨料为活性指数7天≥128％。
镀铜钢纤维的长度为0.12-0.28mm。
所述保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量份将12份沸石、100份浓度为2mol/L硫酸溶液混合，沸腾状态搅拌2h，过滤，在温度800℃煅烧18min，降温，干燥，粉碎，加入100份浓度为1mol/L氢氧化钠溶液搅拌10min，搅拌速度为12000r/min，加入2份丙烯酸、0.18份N,N-亚硝基双丙烯酰胺搅拌12min，搅拌温度为160℃，加入0.1份过硫酸铵继续搅拌40min，过滤，干燥，粉碎得到沸石复合物。
按配比将工业建筑废料、陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、沸石复合物、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂混合搅拌4min，搅拌速度为700r/min，得到预混料；
b、向预混料中加入硅酸盐水泥继续搅拌2min，然后依次加入早强型高效减水剂、纳米钛酸铝纤维、PVA纤维、镀铜钢纤维搅拌均匀，得到保温混凝土。
实施例2
一种保温混凝土，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥300份、工业建筑废料100份、陶砂40份、松脂岩矿砂65份、钒渣20份、陶瓷抛光粉34份、沸腾炉渣12份、沸石复合物120份、石灰石粉4份、纳米碳酸钙34份、磨细石英砂20份、早强型高效减水剂20份、纳米钛酸铝纤维20份、PVA纤维45份、镀铜钢纤维10份。
硅酸盐水泥中，粒径5-15μm的硅酸盐水泥占70wt％，粒径为20-40μm的硅酸盐水泥占10wt％，剩余为粒径50-100μm的硅酸盐水泥；
沸石复合物的粒径为1-10mm；
所述镀铜纤维抗拉强度为1500MPa；
所述高效减水剂减水率≥31％；
所述骨料为活性指数7天≥128％。
镀铜钢纤维的长度为0.12-0.28mm。
所述保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量份将18份沸石、60份浓度为2.6mol/L硫酸溶液混合，沸腾状态搅拌1h，过滤，在温度920℃煅烧10min，降温，干燥，粉碎，加入130份浓度为0.6mol/L氢氧化钠溶液搅拌20min，搅拌速度为10000r/min，加入6份丙烯酸、0.12份N,N-亚硝基双丙烯酰胺搅拌18min，搅拌温度为140℃，加入0.18份过硫酸铵继续搅拌20min，过滤，干燥，粉碎得到沸石复合物。
按配比将工业建筑废料、陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、沸石复合物、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂混合搅拌12min，搅拌速度为500r/min，得到预混料；
b、向预混料中加入硅酸盐水泥继续搅拌6min，然后依次加入早强型高效减水剂、纳米钛酸铝纤维、PVA纤维、镀铜钢纤维搅拌均匀，得到保温混凝土。
实施例3
一种保温混凝土，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥340份、工业建筑废料88份、陶砂46份、松脂岩矿砂38份、钒渣21份、陶瓷抛光粉19份、沸腾炉渣16份、沸石复合物58份、石灰石粉6份、纳米碳酸钙19份、磨细石英砂28份、早强型高效减水剂12份、纳米钛酸铝纤维25份、PVA纤维15份、镀铜钢纤维12份。
硅酸盐水泥中，粒径5-15μm的硅酸盐水泥占53wt％，粒径为20-40μm的硅酸盐水泥占12wt％，剩余为粒径50-100μm的硅酸盐水泥；
沸石复合物的粒径为1-10mm；
所述镀铜纤维抗拉强度为1500MPa；
所述高效减水剂减水率≥31％；
所述骨料为活性指数7天≥128％。
镀铜钢纤维的长度为0.12-0.28mm。
所述保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量份将13份沸石、68份浓度为2.2mol/L硫酸溶液混合，沸腾状态搅拌1.2h，过滤，在温度840℃煅烧12min，降温，干燥，粉碎，加入110份浓度为0.7mol/L氢氧化钠溶液搅拌12min，搅拌速度为11000r/min，加入3份丙烯酸、0.14份N,N-亚硝基双丙烯酰胺搅拌13min，搅拌温度为144℃，加入0.12份过硫酸铵继续搅拌24min，过滤，干燥，粉碎得到沸石复合物。
按配比将工业建筑废料、陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、沸石复合物、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂混合搅拌62min，搅拌速度为520r/min，得到预混料；
b、向预混料中加入硅酸盐水泥继续搅拌3min，然后依次加入早强型高效减水剂、纳米钛酸铝纤维、PVA纤维、镀铜钢纤维搅拌均匀，得到保温混凝土。
实施例4
一种保温混凝土，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥385份、工业建筑废料90份、陶砂75份、松脂岩矿砂61份、钒渣34份、陶瓷抛光粉31份、沸腾炉渣32份、沸石复合物110份、石灰石粉11份、纳米碳酸钙31份、磨细石英砂42份、早强型高效减水剂18份、纳米钛酸铝纤维54份、PVA纤维42份、镀铜钢纤维26份。
硅酸盐水泥中，粒径5-15μm的硅酸盐水泥占62wt％，粒径为20-40μm的硅酸盐水泥占15wt％，剩余为粒径50-100μm的硅酸盐水泥；
沸石复合物的粒径为1-10mm；
所述镀铜纤维抗拉强度为1300MPa；
所述高效减水剂减水率≥31％；
所述骨料为活性指数7天≥128％。
镀铜钢纤维的长度为0.12-0.28mm。
所述保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量份将16份沸石、92份浓度为2。5mol/L硫酸溶液混合，沸腾状态搅拌1.8h，过滤，在温度910℃煅烧16min，降温，干燥，粉碎，加入124份浓度为0.9mol/L氢氧化钠溶液搅拌18min，搅拌速度为11800r/min，加入5份丙烯酸、0.16份N,N-亚硝基双丙烯酰胺搅拌16min，搅拌温度为150℃，加入0.16份过硫酸铵继续搅拌32min，过滤，干燥，粉碎得到沸石复合物。
按配比将工业建筑废料、陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、沸石复合物、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂混合搅拌10min，搅拌速度为680r/min，得到预混料；
b、向预混料中加入硅酸盐水泥继续搅拌5min，然后依次加入早强型高效减水剂、纳米钛酸铝纤维、PVA纤维、镀铜钢纤维搅拌均匀，得到保温混凝土。
实施例5
一种保温混凝土，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥390份、工业建筑废料92份、陶砂60份、松脂岩矿砂50份、钒渣32份、陶瓷抛光粉26份、沸腾炉渣24份、沸石复合物85份、石灰石粉8份、纳米碳酸钙26份、磨细石英砂42份、早强型高效减水剂16份、纳米钛酸铝纤维40份、PVA纤维32份、镀铜钢纤维23份。
硅酸盐水泥中，粒径5-15μm的硅酸盐水泥占62wt％，粒径为20-40μm的硅酸盐水泥占13wt％，剩余为粒径50-100μm的硅酸盐水泥；
沸石复合物的粒径为1-10mm；
所述镀铜纤维抗拉强度为1450MPa；
所述高效减水剂减水率≥31％；
所述骨料为活性指数7天≥128％。
镀铜钢纤维的长度为0.12-0.28mm。
所述保温混凝土的制备方法，包括以下步骤：
a、按重量份将14份沸石、82份浓度为2.3mol/L硫酸溶液混合，沸腾状态搅拌1.5h，过滤，在温度885℃煅烧15min，降温，干燥，粉碎，加入120份浓度为0.8mol/L氢氧化钠溶液搅拌15min，搅拌速度为11000r/min，加入5份丙烯酸、0.17份N,N-亚硝基双丙烯酰胺搅拌15min，搅拌温度为148℃，加入0.14份过硫酸铵继续搅拌32min，过滤，干燥，粉碎得到沸石复合物。
按配比将工业建筑废料、陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、沸石复合物、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂混合搅拌8min，搅拌速度为620r/min，得到预混料；
b、向预混料中加入硅酸盐水泥继续搅拌4min，然后依次加入早强型高效减水剂、纳米钛酸铝纤维、PVA纤维、镀铜钢纤维搅拌均匀，得到保温混凝土。
本发明综合成本造价低，材料来源广泛，大掺量工业废料，并且耐保温，其内部具有大量气孔和微孔，具有优良的保温隔热性能，其导热系数为0.08-0.11W/(m·K)，低于传统混凝土的导热系数，另外耐久性能好，自密实性能好，早期强度快，一天大于62兆帕，28天大于135兆帕，56天强度不低于145兆帕，适合各类别建筑工程要求使用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种保温混凝土，其特征在于，包括如下重量份原料：硅酸盐水泥300-400份、工业建筑废料80-100份、骨料161-350份，沸石复合物50-120份、早强型高效减水剂10-20份、纳米钛酸铝纤维20-60份、PVA纤维12-45份、镀铜钢纤维10-30份。
2.根据权利要求1所述的保温混凝土，其特征在于，硅酸盐水泥中，粒径5-15μm的硅酸盐水泥占50-70wt％，粒径为20-40μm的硅酸盐水泥占10-16wt％，剩余为粒径50-100μm的硅酸盐水泥；
优选地，沸石复合物的粒径为1-10mm。
3.根据权利要求2所述的保温混凝土，其特征在于，骨料包括陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂；
优选地，陶砂、松脂岩矿砂、钒渣、陶瓷抛光粉、沸腾炉渣、石灰石粉、纳米碳酸钙、磨细石英砂的重量比为40-80：32-65：20-40：15-34：12-35：4-12：18-34：20-50。
4.根据权利要求1所述的保温混凝土，其特征在于，所述镀铜纤维抗拉强度为1200-1600MPa。
5.根据权利要求1所述的保温混凝土，其特征在于，所述高效减水剂减水率≥31％。
6.根据权利要求1所述的保温混凝土，其特征在于，所述骨料为活性指数7天≥128％。
7.根据权利要求1所述的保温混凝土，其特征在于，镀铜钢纤维的长度为0.12-0.28mm。
8.根据权利要求1所述的保温混凝土，其特征在于，沸石复合物采用如下工艺制备：将沸石、硫酸溶液混合，沸腾状态搅拌，过滤，在温度800-920℃煅烧，降温，干燥，粉碎，加入氢氧化钠溶液搅拌，加入丙烯酸、N,N-亚硝基双丙烯酰胺搅拌，搅拌温度为140-160℃，加入过硫酸铵继续搅拌，过滤，干燥，粉碎得到沸石复合物。
9.根据权利要求8所述的保温混凝土，其特征在于，沸石、硫酸溶液、丙烯酸、N,N-亚硝基双丙烯酰胺12-18：60-100：2-6：0.12-0.18；优选地，硫酸溶液的浓度为2-2.6mol/L。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的保温混凝土的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、按配比将工业建筑废料、骨料、沸石复合物混合搅拌4-12min，搅拌速度为500-700r/min，得到预混料；
b、向预混料中加入硅酸盐水泥继续搅拌2-6min，然后依次加入早强型高效减水剂、纳米钛酸铝纤维、PVA纤维、镀铜钢纤维搅拌均匀，得到保温混凝土。
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